鉑族金屬來源:自然界中有色金屬硫化物、砷化物和硫砷化物是鉑族元素的主要載體礦物,特別是自然金、自然銀含鉑族金屬高(自然金含鉑600x10-6,鈀1000x10-6),其次是黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、輝砷鎳礦、斑銅礦等。世界上約97%的鉑族金屬來自于銅鎳硫化礦床。
鉑族金屬元素選礦設備工藝方法:
1.銅鎳硫化礦伴生鉑族金屬元素:97%的鉑族金屬采用此方法
1)砂鉑礦鉑族金屬礦:由于大多呈游離狀態或合金形態存在,一般采用重選法回收,或直接作為精煉原料。鉑族金屬砂礦或富含鉑族金屬的砂金礦的加工提取工藝與砂金礦類似。
2) 脈鉑礦:一般采用重選或浮選,或重選—浮選聯合流程處理。氧化礦石一般經破碎磨礦后用重選法得高品位鉑精礦。氧化和硫化混合型礦石常采用重選一浮選流程處理。單一硫化型鉑礦石適于用浮選工藝選收。
選礦方法詳細說明:
銅鎳富礦的選礦流程采用一段粗選直接產出部分合格精礦,二、三段粗選精礦集中精選的流程(下圖),通過合理球磨,采用合適的旋流器分級,使小于0.074mm的粒度在一、二、三段分別達到55%、70%和80%,提高了礦物單體解離度。Ni回收率穩定在89%~90%,Cu回收率82%~85%,Pt、Pd回收率達80%以上,富集比3~4倍。Ru、Rh、Os、Ir的回收率近70%。
貧礦石采用另一套流程,回收率:Cu 41%、Ni 55%以上,但鉑族金屬的回收率不高,除鉑回收率達70%外,其余回收率均不足50%。
銅鎳混合精礦用火法熔煉,用轉爐吹煉得到高銃,使貴金屬在熔煉階段被金屬相捕集。當高銃中銅鎳比為0.3∶1、合金產率10%時,從中可回收95%以上的貴金屬。合金中的貴金屬含量比高銃中高10倍,合金經處理后得到更富的二次銅鎳合金。其中鉑族金屬與金含量可達2500 g/t。二次合金經鹽酸浸出鎳,控制電位氯化浸出銅與鎳,經濃硫酸浸煮除賤金屬和四氯乙烯脫硫,得到鉑鈀12%左右的貴金屬精礦,再進一步分離提純
鉑族金屬礦的提取:
(2)鉑族金屬的提取從砂鉑礦的重選精礦中提取鉑族金屬有效的方法是混汞法。為促進混汞可加入鋅片,混汞產物用硫酸或鹽酸處理,便可獲得含鉑族金屬近50%的粗鉑產品。
脈鉑礦的精礦需熔煉成高锍,然后提取伴生的銅鎳,再將含鉑族金屬的富集物精煉分離和提純。從銅鎳硫化礦中產出的含鉑族金屬的銅鎳精礦,鉑族金屬的含量低, 銅鎳精礦用電爐熔煉并經轉爐吹煉后得到高鉑。高鉑經磨礦浮選選出硫化銅和硫化鎳。鉑族金屬富集于鎳鐵合金中,鎳鐵合金用磁選法回收,獲得富含鉑族金屬的鎳鐵合金再熔煉、分離和提純。
(3)鉑族金屬的分離和提純鉑族金屬的分離和提純工藝流程因原料成分、含量的不同而異。將處理高冰鎳磁選所得合金鑄成陽極電解時,鉑放金屬即進人陽極泥,陽極泥經酸處理后,得到鉑族全屬精礦。
將用各種選別工藝得到的鉑族金屬精礦以及鎳、銅等電解精煉得到的陽極泥用王水溶解,鈀、鉑、金均進入溶液。用鹽酸處理以破壞亞硝酞化合物(趕硝),然后加 硫酸亞鐵沉淀出金。加氯化銨,鉑呈氯鉑酸銨(NH4)2PtCl6沉淀,鍛燒氯鉑酸銨可得含鉑99.5%以上的海綿鉑。分離鉑后的濾液,加人過量的氫氧化 銨再用鹽酸酸化,沉淀出二氯二氨絡亞把Pd (NH3)2Cl2形式的鈀,再在氫氣中加熱煅燒可得純度達99.7%以上的海綿鈀。
經上述王水處理后的不溶物與碳酸鈉、硼砂、PbO密陀僧和焦炭共熔,得貴鉛。用灰吹法除去大部分鉛,再用硝酸溶解銀和殘留的鉛,銠、銥、釕、鋨富集于殘渣 中。將此殘渣與硫酸氫鈉熔融,銠轉化為可溶性硫酸鹽,用水浸出,加氫氧化鈉沉淀氫氧化銠,再用鹽酸溶解,得氯銠酸。溶液提純后,加人氯化銨,濃縮,結晶出 氯銠酸銨(NH4)3RhCl6。在氫氣中煅燒,可得海綿銠。
在硫酸氫鈉熔融時,銥、鋨、釕不反應,仍留于水浸殘渣中,將殘渣與過氧化鈉和苛性鈉一起熔融,用水浸出;向浸出液中通人氯氣并蒸餾,并用堿液吸收得鋨酸 鈉。在吸收液中加氯化銨,則鋨以銨鹽形式沉淀,在氫氣中緞燒,可得鋨粉。在蒸出鋨的殘液中加氯化銨,可得釘的銨鹽,再在氫氣中煅燒,可得釕粉。
浸出釕和鋨后的殘渣主要為氧化銥IrO2,用王水溶解,加氯化銨沉出粗氯銥酸銨(NH4)2lrCl6,經精制在氫氣中煅燒,可得銥粉。
將鉑族金屬粉末用粉末冶金方法或通過高頻感應電爐熔化可制得金屬錠。
近年來,用溶劑萃取法分離提純鉑族金屬的工藝得到應用,常用的萃取劑有磷酸三丁酯(TBP)、三烷基氧膦(TRPO)、二丁基卡必醇(DBC)、烷基亞砜等。
制取高純鉑族金屬,一般將金屬溶解后,經反復提純。精制方法有載體氧化水解、離子交換、溶劑萃取和重復沉淀等,然后再以鐵鹽沉出,經煅燒可得相應的高純金屬。
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